(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のターン部が形成された複数のコイル線材を互いに編込んで回転電機のコイル組立体を製造する編込み機であって、
前記コイル線材が搬送される第１搬送通路を有する複数のコイル供給用マガジンと、
各前記第１搬送通路を搬送される各前記コイル線材の各軸線が、各前記第１搬送通路の出口側で交差し入口側で離間するように所定範囲の角度をなす状態に各前記コイル供給用マガジンを支持する支持装置と、
各前記第１搬送通路を搬送される各前記コイル線材をそれぞれの軸線周りに同一方向へ回転させることにより、各前記第１搬送通路の出口から搬出された各前記コイル線材の各前記ターン部同士を交差させるコイル回転装置と、
各前記コイル供給用マガジンの出口側に配置され、各前記ターン部同士が交差した状態の編込み済みコイル線材が搬送される第２搬送通路を有する編込み済みコイル用マガジンと、
前記第２搬送通路の入口側で前記編込み済みコイル線材の端部を把持して前記編込み済みコイル線材を出口側へ搬送するコイル搬送装置と、を備え、
前記支持装置は、前記コイル回転装置による各前記コイル線材の回転動作と同期して、各前記コイル供給用マガジンの入口側を揺動させることにより、各前記第１搬送通路を搬送される各前記コイル線材の各軸線のなす角度を変化させる揺動機構を備えていることを特徴とする回転電機用コイル組立体の編込み機。
【請求項２】
各前記コイル供給用マガジンは、各前記第１搬送通路を搬送される各前記コイル線材の各軸線のなす角度が１０度以上９０度以下の範囲となるように設置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【請求項３】
前記揺動機構は、各前記コイル供給用マガジンをそれぞれ支持する複数の支持基板と、各該支持基板にそれぞれ連結された複数のリンク部材と、各該リンク部材と螺合されて回転駆動されることにより各該リンク部材を移動させるボールねじ部材とを備え、該ボールねじ部材が回転駆動されることにより、前記リンク部材を介して各前記コイル供給用マガジンの入口側端部同士が接近移動および離間移動するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【請求項４】
前記揺動機構は、各前記コイル供給用マガジンをそれぞれ支持する支持基板と、各該支持基板にそれぞれ一端が揺動自在に連結された複数のリンク部材と、各該リンク部材の他端部同士が１箇所で揺動自在に連結されたリンク駆動部材とを備え、該リンク駆動部材を駆動させることにより、前記リンク部材を介して各前記コイル供給用マガジンの入口側端部同士が接近移動および離間移動するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【請求項５】
前記コイル回転装置は、各前記コイル供給用マガジンに設けられた従動歯車と、該従動歯車と噛合された駆動歯車とを備え、該駆動歯車の駆動により、各前記第１搬送通路を搬送される各前記コイル線材と共に各前記コイル供給用マガジンを各前記コイル線材の各軸線周りに回転させるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【請求項６】
前記コイル回転装置は、各前記コイル線材を各軸線周りに同期を取りながら回転させることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【請求項７】
前記コイル回転装置は、各前記コイル線材を同一位相で回転させることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【請求項８】
前記コイル回転装置は、各前記コイル線材を０度より大きく且つ９０度以下の位相角差で回転させることを特徴とする請求項１〜７の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【請求項９】
前記コイル回転装置は、各前記コイル線材を位相角差０度以上９０度以下の範囲で可変させながら回転させることを特徴とする請求項１〜８の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【請求項１０】
前記コイル搬送装置は、前記編込み済みコイル用マガジンの出口側に配置される基台と、該基台に基端部が回転自在に保持されて前記第２搬送通路内に挿通配置されるコイル引出棒と、該コイル引出棒の先端に設けられ前記編込み済みコイル線材を把持するクランパと、前記コイル引出棒が前記第２搬送通路から抜け出る方向へ前記基台を移動させる移動手段と、から構成されていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【請求項１１】
前記コイル引出棒は、駆動モータにより回転駆動可能に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【請求項１２】
前記コイル引出棒は、駆動モータによりそれぞれ回転駆動可能に設けられた複数の棒状部材からなり、各該棒状部材の先端には、前記編込み済みコイル線材の各コイル線材を個別に把持するクランパがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【請求項１３】
前記編込み済みコイル用マガジンに設けられた従動歯車と、該従動歯車と噛合された駆動歯車とを有し、該駆動歯車の駆動により前記編込み済みコイル用マガジンを回転させることによって、前記第２搬送通路を搬送される前記編込み済みコイル線材を編込み前の各前記コイル線材と同一方向へ軸線周りに回転させる編込み済みコイル回転装置を備えていることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機用コイル組立体の編込み機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機のコイル組立体を製造する方法として、種々の方法が提案されている。例えば、特許文献１には、相対向する一対の板状巻芯を用いて複数のコイル線材を同時に巻回する方法が提案されている。また、特許文献２には、一のコイル線材に対して他のコイル線材を、９０度だけその軸周りに回転させるとともに、半分のターン分だけそれらの重なりを増加するように一のコイル方向に進める工程と、他のコイル線材をさらにその軸周りに９０度だけ回転させる工程とを繰り返すことにより、順次他のコイル線材を半分のターン分ずつ一のコイル線材に編込む方法およびその方法を実施する製造装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１７６７５２号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
複数のターン部が形成された複数のコイル線材を互いに編込む方法としては、さらに以下の各方法が考えられる。例えば、公知の撚り線機で行われているように、固定した一のコイル線材の周りに他のコイル線材を回転（公転）させ、１公転でコイルピッチ分をコイル長手方向に移動することで編込む方法や、二つのコイル線材の編込み箇所を中心に所定角度で保持し、互いに相手の周りを回転（公転）させて編込む方法である。
【０００４】
しかしながら、これらの方法には、ターン部同士の干渉を回避するために、一のコイル線材の軸線と他のコイル線材の軸線とのなす角度を大きく設定しなければならず、コイル線材が変形し易いという問題や、コイル線材を大きく回転動作させるために装置サイズが大型化して装置コストが高くなり、高速化が困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、コイルの変形が少なく、サイズの小型化および編込みの高速化が可能な回転電機用コイル組立体の編込み機を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するのに敵した各手段について、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
【０００７】
〔手段１〕  複数のターン部が形成された複数のコイル線材を互いに編込んで回転電機のコイル組立体を製造する編込み機であって、前記コイル線材が搬送される第１搬送通路を有する複数のコイル供給用マガジンと、各前記第１搬送通路を搬送される各前記コイル線材の各軸線が、各前記第１搬送通路の出口側で交差し入口側で離間するように所定範囲の角度をなす状態に各前記コイル供給用マガジンを支持する支持装置と、各前記第１搬送通路を搬送される各前記コイル線材をそれぞれの軸線周りに同一方向へ回転させることにより、各前記第１搬送通路の出口から搬出された各前記コイル線材の各前記ターン部同士を交差させるコイル回転装置と、各前記コイル供給用マガジンの出口側に配置され、各前記ターン部同士が交差した状態の編込み済みコイル線材が搬送される第２搬送通路を有する編込み済みコイル用マガジンと、前記第２搬送通路の入口側で前記編込み済みコイル線材の端部を把持して前記編込み済みコイル線材を出口側へ搬送するコイル搬送装置と、を備え、前記支持装置は、前記コイル回転装置による各前記コイル線材の回転動作と同期して、各前記コイル供給用マガジンの入口側を揺動させることにより、各前記第１搬送通路を搬送される各前記コイル線材の各軸線のなす角度を変化させる揺動機構を備えていることを特徴とする回転電機用コイル組立体の編込み機。
【０００８】
手段１の編込み機により回転電機用コイル組立体を製造する際には、その編込み機に対して、複数のターン部が形成されたコイル線材を次のようにセットして準備する。先ず、各コイル供給用マガジンの各第１搬送通路にそれぞれコイル線材を入口側から挿入し、各第１搬送通路の出口側で各コイル線材の各軸線が交差する位置において、各コイル線材のターン部同士を交差させた状態にする。その後、編込み済みコイル用マガジンの第２搬送通路の入口側において、ターン部同士が交差して編込み済みとなった状態のコイル線材の端部をコイル搬送装置の把持部で把持させることにより準備完了となる。
【０００９】
その状態で編込み機の運転が開始されると、上記のようにセットされた各コイル線材は、コイル搬送装置により、各コイル供給用マガジンの各第１搬送通路から各コイル線材の各軸線が交差する位置を経由して、編込み済みコイル用マガジンの第２搬送通路出口側へと向かって搬送される。これと同時に、各コイル供給用マガジンの各第１搬送通路を搬送される各コイル線材は、コイル回転装置の作動により、それぞれの軸線周りに同一方向へ回転させられる。
【００１０】
これにより、各第１搬送通路の出口から回転しつつ搬出される各コイル線材は、それらの各軸線が交差する位置を通過する際に、各コイル線材のターン部同士が干渉し合うことなく順次交差していくことによって編込みが行われる。その後、各ターン部同士が交差した状態の編込み済みコイル線材は、編込み済みコイル用マガジンの第２搬送通路に案内され出口側へ向かって搬送される。このようにして、各コイル線材の後続のターン部同士も順次交差していくことによって最終のターン部同士まで編込みが行われる。
【００１１】
したがって、手段１の編込み機によれば、各コイル供給用マガジンの各第１搬送通路を搬送される各コイル線材を、それぞれ軸線周りに回転させるようにしているので、ターン部同士が干渉することなく編込みを行うことが可能となる。そのため、一方のコイル線材の周りに他方のコイル線材を公転させる場合や、両方のコイル線材を互いに公転させる場合と比較して、各コイル線材の各軸線なす角度を小さくすることが可能となるため、コイル線材の編込み時に生じる変形を抑えることができる。
【００１２】
また、各コイル線材をそれぞれ軸線周りに回転させるコイル回転装置は、コイル線材を互いに公転させるタイプの回転装置よりも小型化することが可能であるので、編込み機の小型化および低コスト化を図ることができる。さらに、各コイル線材の回転動作が小さいので、容易に高速回転させることができ、編込みの高速化を実現することが可能となる。また、支持装置は、コイル回転装置による各コイル線材の回転動作と同期して、各コイル供給用マガジンの入口側を揺動させることにより、各第１搬送通路を搬送される各コイル線材の各軸線のなす角度を変化させる揺動機構を備えている。そのため、それぞれ軸線周りに回転している各コイル線材の位相に応じて、各コイル線材の各軸線のなす角度が最小となるように変化させることができることから、ターン部同士の干渉を回避しつつ、対応するターン部同士を確実に順次交差させることが可能となり、コイル線材の編込みを確実に且つ安定的に行うことができる。
【００１３】
手段１において、コイル線材が搬送される第１搬送通路を有するコイル供給用マガジンは、編込まれるコイル線材の本数に応じて適数のものが用いられる。但し、複数のコイル線材が編込まれたり組付けられたりして一体化されたものを用いる場合には、それらは１本のコイル線材と見なすことができるので、その本数に応じて適数のものが用いられる。用いられるコイル供給用マガジンが２つの場合には、２つのコイル供給用マガジンは所定の角度を有するようにして並列状に設置される。また、用いられるコイル供給用マガジンが３つ以上の場合には、それらのコイル供給用マガジンは円周上で等間隔となるように設置される。
【００１４】
複数のコイル供給用マガジンは、第１搬送通路を搬送される各コイル線材の各軸線のなす角度が１０度以上９０度以下の範囲となるように設置されるのが好ましい。第１搬送通路は、用いられるコイル線材の大きさや形状に合わせてその断面形状を適宜設定することができる。この第１搬送通路は、コイル線材の搬送を円滑にしたり、搬送時のコイル線材の変形を防止したりするために、できるだけ直線状に延びるように形成されているのが好ましい。また、第１搬送通路の搬送面は、できるだけ摩擦抵抗が小さくされている方が好ましい。
【００１５】
手段１における支持装置は、各第１搬送通路を搬送される各コイル線材の各軸線のなす角度が所定範囲となるようにして各コイル供給用マガジンを支持するものである。この支持装置は、支持する各コイル供給用マガジンのなす角度、即ち、第１搬送通路を搬送される各コイル線材の各軸線のなす角度を任意の角度に調整可能なものを採用するのが好ましい。
【００１６】
手段１におけるコイル回転装置は、各第１搬送通路を搬送される各コイル線材をそれぞれの軸線周りに同一方向へ回転させるものである。このコイル回転装置は、各第１搬送通路を搬送される各コイル線材を、直接または間接的にそれぞれの軸線周りに回転させるものであればよい。例えば、第１搬送通路の軸線とコイル供給用マガジンの軸線とが同軸となるようにすれば、コイル供給用マガジンをその軸線周りに回転させることによって、第１搬送通路を搬送される各コイル線材を軸線周りに回転させることができる。また、第１搬送通路を形成する搬送通路形成部材を、コイル供給用マガジン本体と別体で相対回転可能に形成し、その搬送通路形成部材を、コイル回転装置により各コイル線材の軸線周りに各コイル線材と共に回転させるように構成してもよい。
【００１７】
手段１における編込み済みコイル用マガジンは、各コイル供給用マガジンの出口側の所定位置に配置される。即ち、編込み済みコイル用マガジンは、第２搬送通路の入口から各ターン部が交差した状態の各コイル線材が搬入されるように設置される。また、この編込み済みコイル用マガジンは、各第コイル供給用マガジンの軸線の角度（第１搬送通路を搬送される各コイル線材の各軸線のなす角度）の二等分線上にその軸線が位置するように設置されるのが好ましい。このようにすれば、コイル線材の搬送をより円滑にすることが可能となる。
【００１８】
この編込み済みコイル用マガジンは、各ターン部同士が交差した状態の編込み済みコイル線材が搬送される第２搬送通路を有する。第２搬送通路は、搬送されるコイル線材の大きさや形状に合わせてその断面形状を適宜設定することができる。なお、この第２搬送通路には、搬送される編込み済みコイル線材を把持するコイル搬送装置の把持部が配置されるので、そのコイル把持部が移動可能となるように考慮して第２搬送通路の断面形状が設定される。また、第２搬送通路は、第１搬送通路の場合と同様に、できるだけ直線状に延びるように形成されているのが好ましく、また、第２搬送通路の搬送面は、できるだけ摩擦抵抗が小さくされている方が好ましい。
【００１９】
手段１におけるコイル搬送装置は、第２搬送通路の入口側で編込み済みコイル線材の端部を把持して編込み済みコイル線材を出口側へ搬送するものである。このコイル搬送装置として、例えば、先端部に編込み済みコイル線材を把持するクランパが設けられたコイル引出棒と、クランパでコイル線材を把持したコイル引出棒を移動させる移動手段と、を備えたものを採用することができる。この場合、コイル引出棒を、駆動モータ等で回転駆動可能に設けるようにすれば、編込み前の各コイル線材と編込み済みコイル線材との間に生じる回転ねじれを解消し、コイル線材の変形を防止することが可能となる。また、コイル引出棒を、駆動モータによりそれぞれ回転駆動可能に設けられた複数の棒状部材で構成し、各棒状部材の先端にそれぞれコイル線材を把持するクランパを設けるようにすれば、各コイル線材を各クランパで個別に把持することができるので、編込まれる各コイル線材の位相角差が編込み途中で変化する場合でも対応可能となる。
【００２０】
なお、手段１の編込み機は、２本以上の複数のコイル線材の編込みを行うことが可能である。また、複数のコイル線材が編込まれたり組付けられたりして一体化されたもの同士の編込みを行うことも、例えばコイル搬送装置のコイル把持部等の部品を必要に応じて交換することにより可能である。
【００２１】
なお、手段１の編込み機により製造されるコイル組立体は、例えば、周方向に交互に異なる複数の磁極を形成している回転子と内周側または外周側で向き合う固定子とを有する回転電機に用いられ、断面形状が略矩形状の線材により形成され固定子コアの周方向に設けられた複数のスロットに設置される多相固定子巻線を構成するものである。
【００２２】
また、コイル線材は、例えば、周方向の異なるスロットに設置されているスロット収容部と、スロットの外部でスロット収容部同士を接続しているターン部とを有し、スロットから突出するターン部の突出箇所は、コイル線材がまたがって設置されているスロット同士に向けたクランク形状に形成されたものである。また、ターン部の略中央部はねじりを伴わないクランク形状に形成されたものであってもよく、コイル線材のクランク形状が形成されている略中央部が、コイル線材の略幅分クランク形状にずれたものであってもよい。また、コイル線材は、固定子コアの全周にわたって連続して形成されたものであってもよい。
【００２３】
〔手段２〕  各前記コイル供給用マガジンは、各前記第１搬送通路を搬送される各前記コイル線材の各軸線のなす角度が１０度以上９０度以下の範囲となるように設置されていることを特徴とする手段１に記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【００２４】
手段２によれば、各コイル線材の各軸線のなす角度が１０度以上に設定されるので、ターン部同士の干渉を回避しつつ編込みを行うことができる。また、各コイル線材の各軸線のなす角度が９０度以下に設定され、コイル線材の形状に適合した最小の角度で編込み動作させることができるので、各コイル線材の変形を確実に少なく抑えることができると共に、編込み機の小型化および低コスト化を図りつつ、編込みの高速化を実現することができる。
【００２７】
〔手段３〕  前記揺動機構は、各前記コイル供給用マガジンをそれぞれ支持する複数の支持基板と、各該支持基板にそれぞれ連結された複数のリンク部材と、各該リンク部材と螺合されて回転駆動されることにより各該リンク部材を移動させるボールねじ部材とを備え、該ボールねじ部材が回転駆動されることにより、前記リンク部材を介して各前記コイル供給用マガジンの入口側端部同士が接近移動および離間移動するように構成されていることを特徴とする手段１または２に記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【００２８】
手段３によれば、各第１搬送通路を搬送される各コイル線材の各軸線のなす角度を変化させる揺動機構を、簡易な構成で実現することができる。
【００２９】
〔手段４〕  前記揺動機構は、各前記コイル供給用マガジンをそれぞれ支持する支持基板と、各該支持基板にそれぞれ一端が揺動自在に連結された複数のリンク部材と、各該リンク部材の他端部同士が１箇所で揺動自在に連結されたリンク駆動部材とを備え、該リンク駆動部材を駆動させることにより、前記リンク部材を介して各前記コイル供給用マガジンの入口側端部同士が接近移動および離間移動するように構成されていることを特徴とする手段１または２に記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【００３０】
手段４によれば、各第１搬送通路を搬送される各コイル線材の各軸線のなす角度を変化させる揺動機構を、簡易な構成で実現することができる。
【００３１】
〔手段５〕  前記コイル回転装置は、各前記コイル供給用マガジンに設けられた従動歯車と、該従動歯車と噛合された駆動歯車とを備え、該駆動歯車の駆動により、各前記第１搬送通路を搬送される各前記コイル線材と共に各前記コイル供給用マガジンを各前記コイル線材の各軸線周りに回転させるように構成されていることを特徴とする手段１〜４の何れかに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【００３２】
手段５によれば、各第１搬送通路を搬送される各コイル線材をそれぞれの軸線周りに同一方向へ回転させる回転装置を、簡易な構成で実現することができる。
【００３３】
〔手段６〕  前記コイル回転装置は、各前記コイル線材を各軸線周りに同期を取りながら回転させることを特徴とする手段１〜５の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【００３４】
手段６によれば、コイル回転装置によって、各コイル線材を各軸線周りに同期をとりながら回転させるので、各コイル線材の各ターン部同士を一端側から他端側に向かって順次、円滑に交差させていくことができる。
【００３５】
〔手段７〕  前記コイル回転装置は、各前記コイル線材を同一位相で回転させることを特徴とする手段１〜６の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【００３６】
手段７によれば、コイル回転装置によって、各コイル線材を同一位相（即ち、位相角差０度）で回転させるので、ターン部同士の干渉を回避しつつ、対応するターン部同士を確実に順次交差させることができる。
【００３７】
〔手段８〕  前記コイル回転装置は、各前記コイル線材を０度より大きく且つ９０度以下の位相角差で回転させることを特徴とする手段１〜７の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【００３８】
手段８によれば、コイル回転装置によって、各コイル線材を０度より大きく且つ９０度以下の位相角差で回転させるので、ターン部同士の干渉が生じない範囲で各コイル線材の各軸線のなす角度をより小さく設定しつつ、対応するターン部同士を確実に順次交差させることができる。
【００３９】
〔手段９〕  前記コイル回転装置は、各前記コイル線材を位相角差０度以上９０度以下の範囲で可変させながら回転させることを特徴とする手段１〜８の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【００４０】
手段９によれば、コイル回転装置によって、各コイル線材を位相角差０度以上９０度以下の範囲で可変させながら回転させるので、各コイル線材の各軸線のなす角度を、各ターン部同士が乗り越える時やすれ違う時などの編込み動作中の各コイル線材間の関係において最小に設定することができる。
【００４１】
〔手段１０〕  前記コイル搬送装置は、前記編込み済みコイル用マガジンの出口側に配置される基台と、該基台に基端部が回転自在に保持されて前記第２搬送通路内に挿通配置されるコイル引出棒と、該コイル引出棒の先端に設けられ前記編込み済みコイル線材を把持するクランパと、前記コイル引出棒が前記第２搬送通路から抜け出る方向へ前記基台を移動させる移動手段と、から構成されていることを特徴とする手段１〜９の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【００４２】
手段１０によれば、第２搬送通路の入口側で編込み済みコイル線材の端部を把持して編込み済みコイル線材を出口側へ搬送するコイル搬送装置を、簡易な構成で実現することができる。
【００４３】
〔手段１１〕  前記コイル引出棒は、駆動モータにより回転駆動可能に設けられていることを特徴とする手段１０に記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【００４４】
手段１１によれば、コイル引出棒を回転駆動させて、コイル引出棒の先端に設けられたクランパで把持した編込み済みコイル線材を、編込み前の各コイル線材と同じ回転方向へ回転させることにより、編込み前の各コイル線材と編込み済みコイル線材との間に生じる回転ねじれを解消することができる。これにより、編込み前および編込み済みのコイル線材の変形を効果的に防止することができる。なお、コイル引出棒の回転と編込み前の各コイル線材の回転は同期させるようにするのが好ましい。
【００４５】
〔手段１２〕  前記コイル引出棒は、駆動モータによりそれぞれ回転駆動可能に設けられた複数の棒状部材からなり、各該棒状部材の先端には、前記編込み済みコイル線材の各コイル線材を個別に把持するクランパがそれぞれ設けられていることを特徴とする手段１０に記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【００４６】
手段１２によれば、コイル引出棒が、それぞれ先端にクランパが設けられた複数の棒状部材により構成されているので、編込み済みコイル線材の各コイル線材を各クランパで個別に把持することができる。そのため、編込まれる各コイル線材の位相角差が編込み途中で変化する場合でも、各クランパで個別に把持した各コイル線材を、編込み前の各コイル線材と同じ回転方向へそれぞれ回転させることにより、編込み前の各コイル線材と編込み済みコイル線材との間に生じる回転ねじれを解消することができるので、コイル線材の変形を効果的に防止することができる。なお、この場合にも、コイル引出棒の回転と編込み前の各コイル線材の回転は同期させるようにするのが好ましい。
【００４７】
〔手段１３〕  前記編込み済みコイル用マガジンに設けられた従動歯車と、該従動歯車と噛合された駆動歯車とを有し、該駆動歯車の駆動により、前記第２搬送通路を搬送される前記編込み済みコイル線材と共に前記編込み済みコイル用マガジンを、編込み前の各前記コイル線材と同一方向へ軸線周りに回転させる編込み済みコイル回転装置を備えていることを特徴とする手段１〜１２の何れか一つに記載の回転電機用コイル組立体の編込み機。
【００４８】
手段１３によれば、編込み済みコイル回転装置を作動させることによって、コイル回転装置により回転された編込み前の各コイル線材と編込み済みコイル線材との間に生じる回転ねじれを解消することができるので、コイル線材の変形を効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の回転電機用コイル組立体の編込み機を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。最初に、本発明の一実施形態の編込み機により製造されるコイル組立体２０を適用した回転電機の固定子１０の概略構成について説明する。図１（Ａ）はコイル組立体２０を適用した回転電機」の固定子１０の外観を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は固定子１０を側方から見た図である。図２は固定子１０の一部を拡大して示す斜視図である。
【００５０】
図１に示す固定子１０は、例えば車両の電動機および発電機を兼ねる回転電機に使用される。固定子１０は、内周側に回転子（図示せず）を回転自在に収容する。回転子は、永久磁石により周方向に交互に異なる磁極を、固定子１０の内周側と向き合う外周側に複数形成している。固定子コア１２は、所定厚さの磁性鋼板を軸方向に積層して環状に形成されている。固定子コア１２には、図２に示すように、軸方向に沿い周方向に隣接するスロット１４，１５を一組として固定子コア１２の内周側の周方向に複数組のスロットが形成されている。固定子巻線としてのコイル組立体２０は三相巻線であり、周方向に隣接する一組のスロット１４、１５に各相の固定子巻線が設置されている。そして、スロット１４、１５を一組として周方向に隣接する三組のスロット１４、１５に異なる相の固定子巻線が設置されている。
【００５１】
次に、コイル組立体２０の構成について説明する。図３は、コイル組立体２０の外観を示す斜視図である。図４は、コイル組立体２０のコイルエンド部を示す正面図である。図５は、コイル線材３０の全体形状を示す正面図である。図６は、コイル線材３０の断面図である。図７は、コイル線材のターン部４２の形状を示す斜視図である。
【００５２】
コイル組立体２０のコイル線材３０は、図５に示すように、複数のターン部４２が所定ピッチで複数形成されたものであり、１本の長さは約３ｍである。また、コイル線材３０は、図６に示すように、鋼製の導体３２と、導体３２の外周を覆い導体３２を絶縁する内層３４および外層３６からなる絶縁被覆とから形成されている。内層３４は導体３２の外周を覆い、外層３６は内層３４の外周を覆っている。内層３４および外層３６を合わせた絶縁被覆の厚みは、１００μｍ〜２００μｍの間に設定されている。このように、内層３４および外層３６からなる絶縁被覆の厚みが厚いので、コイル線材３０同士を絶縁するためにコイル線材３０同士の間に絶縁紙等を挟み込んで絶縁する必要がない。
【００５３】
外層３６はナイロン等の絶縁材、内層３４は外層３６よりもガラス転移温度の高い熱可塑性樹脂またはガラス転移温度の無いポリアミドイミド等の絶縁材で形成されている。これにより、回転電機に発生する熱により外層３６は内層３４よりも早く軟化するので、同じスロット１４に設置されているコイル線材３０同士が外層３６同士で熱接着する。その結果、同じスロット１４に設置されている複数のコイル線材３０が一体化しコイル線材３０同士が剛体化するので、スロット１４内のコイル線材３０の機械的強度が向上する。また、過剰な振動が発生しても、内層３４と導体３２の接着箇所よりも内層３４と外層３６との接着箇所が先に剥離するので、内層３４と導体３２との接着を維持し絶縁を確保できる。
【００５４】
コイル線材３０は、図２に示すように、固定子コア１２のスロット１４、１５内に設置されるスロット収容部４０と、スロット１４、１５から固定子コア１２の外に突出し、周方向に異なるスロットに設置されているスロット収容部４０同士を接続しているターン部４２とを有しており、固定子コア１２に波巻されることにより固定子巻線（コイル組立体）２０を形成している。ターン部４２は固定子コア１２の軸方向両側にそれぞれ形成されている。ターン部４２の略中央部には、図７に示すように、ねじりを伴わないクランク部４４が形成されている。クランク部４４は、固定子コア１２の端面１３に沿ってクランク形状に形成されている。このクランク部４４のクランク形状によるずれ量は、コイル線材３０の略幅分である。これにより、径方向に隣接しているコイル線材３０のターン部４２同士を密に巻回できる。その結果、コイルエンドの径方向の幅が小さくなるので、コイル組立体２０が径方向外側に張り出すことを防止する。
【００５５】
また、スロット１４、１５から固定子コア１２の外に突出するターン部４２の突出箇所に、コイル線材３０がまたがって設置されているスロット同士に向けて固定子コア１２の軸方向両側の端面１３に沿ってクランク部４６が形成されている。これにより、スロット１４、１５から突出しているコイル線材３０のターン部４２の突出箇所の間隔、言い換えればターン部４２が形成する三角形状部分の底辺の長さは、コイル線材３０がまたがって設置されているスロット同士の間隔よりも狭くなっている。その結果、コイルエンドの高さｈが低くなる。
【００５６】
また、固定子コア１２の端面１３に沿ったクランク部４６の長さをｄ１、周方向に隣接するスロット同士の間隔をｄ２とすると、ｄ１≦ｄ２になっている。これにより、コイル線材３０のクランク部４６が周方向に隣り合うスロットから突出するコイル線材３０と干渉することを防止できる。これにより、周方向に隣接するスロットから突出するコイル線材３０同士が互いに干渉することを避けるために、コイルエンドの高さが高くなったり、あるいはコイルエンドの径方向の幅が大きくなったりすることを防止できる。その結果、コイルエンドの高さが低くなる。さらに、コイルエンドの径方向の幅が小さくなるので、コイル組立体２０が径方向外側に張り出すことを防止する。
【００５７】
さらに、コイル線材３０には、ターン部４２の略中央部のクランク部４４と、ターン部４２の突出箇所に形成したクランク部４６との間に、それぞれ２個のクランク部４８が形成されている。つまり、固定子コア１２の一方の軸方向の端面１３側のコイル線材３０のターン部４２には、合計７個のクランク部が形成されている。これにより、クランク部を形成しない三角形状のターン部の高さに比べ、ターン部４２の高さｈが低くなる。クランク部４８のクランク形状も、クランク部４４、４６と同様に、固定子コア１２の端面１３に沿ったクランク形状に形成されている。したがって、コイル線材３０のターン部４２は、クランク部４４を挟んで両側を階段状に形成している。
【００５８】
ここで、三相の固定子巻線としてのコイル組立体２０に於いて、回転子の１極当たり各相のコイル線材３０は２個のスロット１４、１５に設置されている。つまり、周方向に連続して隣接しているコイル組立体２０の回転子の１極当たりのスロットの総数は３×２＝６である。その結果、周方向の異なるスロットにまたがって設置されているコイル線材３０は、周方向に６個離れたスロット同士に設置されるので、コイル線材３０の略中央部の１個のクランク部４４を加え、周方向に隣接しているスロットから突出するコイル線材３０同士の干渉を避けるため、（３×２＋１）個のクランク部をターン部４２に形成することが望ましい。このように固定子コア１２の一方の軸方向側のコイルエンドでコイル線材３０に７個のクランク部を形成したことにより、コイルエンドの高さを低くし、コイルエンドの径方向の幅を小さくすることができる。
【００５９】
次に、上記の２本のコイル線材３０、３０を用いて上記の回転電機用コイル組立体を製造する編込み機について説明する。図８は本実施形態に係る回転電機用コイル組立体の編込み機の平面図であり、図９は図８の編込み機の側面図である。
【００６０】
本実施形態の編込み機は、図８および図９に示すように、２本のコイル供給用マガジン５０、５０と、両コイル供給用マガジン５０、５０を支持する支持装置６０と、各コイル供給用マガジン５０、５０を回転させることにより各コイル線材３０、３０をそれぞれ回転させる２個のコイル回転装置７０、７０と、各コイル供給用マガジン５０、５０の出口側の所定位置に配置された編込み済みコイル用マガジン８０と、両コイル線材３０、３０を搬送するコイル搬送装置９０と、編込み済みコイル用マガジン８０を回転させることにより編込み済みコイル線材３０、３０を回転させる編込み済みコイル回転装置７５と、から構成されている。
【００６１】
各コイル供給用マガジン５０、５０は、外周断面形状が円形で直線状に延びる筒状に形成されており、その内部にはそれぞれのコイル線材３０、３０が搬送される第１搬送通路５１、５１を有する（図１０参照）。各第１搬送通路５１、５１は、搬送されるコイル線材３０の幅および厚みよりも僅かに大きい大きさの矩形の断面形状に形成されている。各第１搬送通路５１、５１は、その軸線が各コイル供給用マガジン５０、５０の軸線と同軸となるように形成されている。
【００６２】
各第１搬送通路５１、５１の通路面は、摩擦係数の小さい例えば樹脂等の材料を用いていることにより摩擦抵抗が小さくされており、これにより各コイル線材３０、３０の円滑な搬送が可能とされている。また、各第１搬送通路５１、５１は、直線状に延びるように形成されていることにより、各コイル線材３０、３０の円滑な搬送が助長され、搬送時のコイル線材の変形が防止される。各コイル供給用マガジン５０、５０は、その長手方向の略中央部を回転自在に保持するコイル回転装置７０、７０を介して支持装置６０上に設置されている。
【００６３】
支持装置６０は、各コイル供給用マガジン５０、５０をそれぞれコイル回転装置７０、７０を介して支持する２枚の支持基板６１、６１を有する。両支持基板６１、６１は、図示しないベース上に設けられた軸部材６２に、一端部（図８、図９において左側端部）が重ね合わされた状態で枢支されており、軸部材６２を中心にして水平方向へ揺動可能とされている。これにより、各支持基板６１、６１上に設置される各コイル供給用マガジン５０、５０は、各第１搬送通路５１、５１を搬送される各コイル線材３０、３０の各軸線が、各第１搬送通路５１、５１の出口側にある軸部材６２上の位置で交差し、各第１搬送通路５１、５１の入口側で離間するように所定範囲の角度（１０度〜９０度）をなす状態に配置されている。
【００６４】
各支持基板６１、６１の他端部（図８、図９において右側端部）は、１本のボールねじ部材６３に螺合されて移動可能な２個のリンク部材６２、６２にそれぞれ連結されて支持されている。各リンク部材６２、６２は、ボールねじ部材６３の雄ねじ部に螺合された図示しない雌ねじ穴を有する可動部６２ａ、６２ａと、各可動部６２ａ、６２ａから軸部材６２側へ水平方向に延出する支持部６２ｂ、６２ｂとからなる。各支持部６２ｂ、６２ｂには、軸部材６２側に向かって長く延びる長穴６２ｃ、６２ｃが設けられている。各長穴６２ｃ、６２ｃには、各支持基板６１、６１の他端部に固着されたピン６１ａ、６１ａが各長穴６２ｃ、６２ｃの延びる方向に沿って摺動自在に嵌合保持されている。
【００６５】
各可動部６２ａ、６２ａが螺着されているボールねじ部材６３は、２本のコイル供給用マガジン５０、５０のなす角度の中心線に対して直角方向に延びるように配置されている。このボールねじ部材６３の雄ねじ部は、長手方向の中央を境にして一端側と他端側とで逆方向のねじが切られている。即ち、図８において、ボールねじ部材６３の中央から上方部分には右ねじが切られており、ボールねじ部材６３の中央から下方部分には左ねじが切られている。そして、一方のリンク部材６２の可動部６２ａがボールねじ部材６３の右ねじ部に螺着され、他方のリンク部材６２の可動部６２ａがボールねじ部材６３の左ねじ部に螺着されている。
【００６６】
このボールねじ部材６３は、駆動モータ６４により両方向に回転駆動可能であり、駆動モータ６４により回転駆動されると、両リンク部材６２、６２が図示しない支持部材により同じ姿勢を維持した状態で、互いに接近および離間するように移動する。これにより、各コイル供給用マガジン５０、５０の入口側端部同士が接近および離間するように揺動して、各第１搬送通路５１、５１を搬送される各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θを、駆動モータ６４の制御により変化させるように構成されている。即ち、この支持装置６０は、支持基板６１、６１と、リンク部材６２、６２と、ボールねじ部材６３と、駆動モータ（サーボモータ）６４とからなる、各第１搬送通路５１、５１を搬送される各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θを変化させる揺動機構を備えている。
【００６７】
このような揺動機構を備えた支持装置６０により、両コイル供給用マガジン５０、５０のなす角度、即ち、各第１搬送通路５１、５１を搬送される各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θは、初期設定として、用いられるコイル線材３０、３０の大きさ等に応じて１０度〜９０度の範囲で適宜調整される。また、この支持装置６０は、次に詳述するコイル回転装置７０、７０による各コイル線材３０、３０の回転動作と同期して、各コイル線材３０，３０の各軸線のなす角度θを変化させるように作動する。
【００６８】
コイル回転装置７０、７０は、各コイル供給用マガジン５０、５０を回転させることによって、各第１搬送通路５１、５１を搬送される各コイル線材３０、３０をそれぞれの軸線周りに同一方向へ回転させるものである。このコイル回転装置７０、７０は、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、各コイル供給用マガジン５０、５０の略中央部を、軸受７１ａ、７１ａを介して回転自在に保持し、各支持基板６１、６１上の所定位置に固定されたケース７１、７１を有する。各ケース７１、７１の内部には、各コイル供給用マガジン５０、５０の外周面に同軸状に嵌着された従動歯車７２、７２と、従動歯車７２、７２にそれぞれ噛合され駆動モータ（サーボモータ）７４、７４により回転駆動される駆動歯車７３、７３が収納配置されている。
【００６９】
このコイル回転装置７０、７０は、駆動モータ７４、７４で同期を取りながら各コイル供給用マガジン５０、５０を回転させるように設定されている。また、本実施形態では、各コイル線材３０、３０を同一位相で回転させるように設定されている。なお、従動歯車７２、７２が嵌着される各コイル供給用マガジン５０、５０は、外周断面形状が全長に亘って円形のものであるが、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように、従動歯車７２、７２が嵌着される中央部のみを丸外形部分５５とし、その両側部分を角外形部分５６、５６とするようにしてもよい。また、駆動歯車７３、７３と従動歯車７２、７２とによる動力伝達方式に代えて、例えばタイミングベルト等のベルトによる動力伝達方式を採用してもよい。
【００７０】
編込み済みコイル用マガジン８０は、各コイル供給用マガジン５０、５０の出口側に所定距離を隔てて配置されている。この編込み済みコイル用マガジン８０の内部には、各コイル供給用マガジン５０、５０の出口から搬出された後、各ターン部４２、４２同士が交差した状態の編込み済みコイル線材３０、３０が搬送される第２搬送通路８１が形成されている。
【００７１】
この第２搬送通路８１は、図１２に示すように、編込み済みコイル線材３０、３０とこの編込み済みコイル線材３０、３０を把持するコイル搬送装置９０のクランパ９３（後述）が第２搬送通路８１を通過可能な大きさの断面形状にされている。この第２搬送通路８１は、第１搬送通路５１、５１と同様に、直線状に延びるように形成されており、また、第２搬送通路８１の通路面は、摩擦抵抗が小さくなるようにされている。第２搬送通路８１は、その軸線が編込み済みコイル用マガジン８０の軸線と同軸となるように形成されている。
【００７２】
コイル搬送装置９０は、図１３および図１４（Ａ）（Ｂ）に示すように、基台９１と、コイル引出棒９２と、クランパ９３と、ボールねじ部材９４およびそのボールねじ部材９４を回転駆動する駆動モータ（サーボモータ）９５からなる移動手段とから構成されている。基台９１は、ボールねじ部材９４に螺着されて、編込み済みコイル用マガジン８０の出口側に配置されている。コイル引出棒９２は、その基端部が基台９１の内部に設けられたベアリングを含む軸受９１ａに回転自在に保持されており、その先端側が第２搬送通路８１内に挿通配置されている。
【００７３】
クランパ９３は、図１４に示すように、コイル引出棒９２先端の二股部に設けられている。このクランパ９３は、二股部に両端が保持された軸部９３ａと、軸部９３ａを中心に揺動自在に設けられて編込み済みコイル線材３０、３０を把持する一対の爪９３ｂ、９３ｂと、一対の爪９３ｂ、９３ｂを閉じる（把持する）方向へ付勢するばね部材９３ｃと、一対の爪９３ｂ、９３ｂの間に挿入されて一対の爪９３ｂ、９３ｂを開いた（把持しない）状態にするクランパ開きピン９３ｄとから構成されている。
【００７４】
ボールねじ部材９４は、その長手方向が編込み済みコイル用マガジン８０の軸線に沿うようにして、編込み済みコイル用マガジン８０の出口側に配設されている。このボールねじ部材９４は、長手方向の両端が回転自在に支持されており、駆動モータ９５の制御により回転駆動されると、ボールねじ部材９４に螺着されている基台９１が、図示しない支持部材により同じ姿勢を維持した状態で、ボールねじ部材９４に沿って編込み済みコイル用マガジン８０から遠ざかるように移動する。
【００７５】
これにより、基台９１と共にコイル引出棒９２が第２搬送通路８１から抜け出る方向へ移動して、クランパ９３で把持した編込み済みコイル線材３１を引き出すようにして搬送する。即ち、このコイル搬送装置９０は、第２搬送通路８１の入口側で編込み済みコイル線材３０、３０の端部をクランパ９３で把持して、駆動モータ９５で制御されつつ、その編込み済みコイル線材３０、３０を第２搬送通路８１の出口側へ搬送するように構成されている。
【００７６】
なお、コイル引出棒９２は、基台９１に設けられた駆動モータ（サーボモータ）９６により回転駆動可能であり、駆動モータ９６でコイル引出棒９２の回転駆動を制御することにより、クランパ９３で把持した編込み済みコイル線材３０、３０を軸心回りに回転させることができる。本実施形態の場合には、編込み済みコイル用マガジン８０を回転させる編込み済みコイル回転装置７５と併用することによって、編込み前の各コイル線材３０、３０と編込み済みコイル線材３０、３０との間に生じる回転ねじれをより良好に解消することができるので、コイル線材３０、３０の変形をより効果的に防止することができる。なお、コイル引出棒９２の先端に設けられたクランパ９３が第２搬送通路８１から抜け出した時には、このコイル引出棒９２の回転駆動により編込み済みコイル線材３０、３０を回転させる。
【００７７】
編込み済みコイル回転装置７５は、駆動モータ７７の駆動により、第２搬送通路８１を搬送される編込み済みコイル線材３０、３０と共に編込み済みコイル用マガジン８０を、編込み前の各コイル線材３０、３０と同一方向へ軸線周りに回転させるものである。この編込み済みコイル回転装置７５は、各コイル供給用マガジン５０、５０を回転させるように設けられた前記のコイル回転装置７０、７０と同様に構成されたものであるため、詳しい説明は省略する。なお、この編込み済みコイル回転装置７５は、コイル回転装置７０、７０によるコイル供給用マガジン５０、５０の回転動作と同期して、編込み済みコイル用マガジン８０を回転させるように設定されている。
【００７８】
以上のように構成された本実施形態の編込み機により回転電機用コイル組立体を製造する際には、その編込み機に対して、複数のターン部が形成された２本のコイル線材３０、３０を次のようにセットして準備する。
【００７９】
先ず、各コイル供給用マガジン５０、５０の各第１搬送通路５１、５１にそれぞれコイル線材３０、３０を入口側から挿入し、各第１搬送通路５１、５１の出口側にある軸部材６２上の位置で各コイル線材３０、３０のターン部４２、４２同士を交差させた状態にする。その後、編込み済みコイル用マガジン８０の第２搬送通路８１の入口側において、ターン部４２、４２同士が交差して編込み済みとなった状態のコイル線材３１の端部をコイル搬送装置９０のクランパ９３で把持させる（図１４参照）ことにより準備完了となる。
【００８０】
なお、支持装置６０上に設置された両コイル供給用マガジン５０、５０の軸線のなす角度（各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θ）は、初期設定として、用いられるコイル線材３０、３０の大きさ等に応じて１０度〜９０度の範囲で適宜調整される。また、両コイル供給用マガジン５０、５０は、各第１搬送通路５１、５１にそれぞれ配置された各コイル線材３０、３０が同一位相となる状態で停止している。
【００８１】
その状態で編込み機の運転が開始されると、コイル搬送装置９０の駆動モータ９５の作動により、ボールねじ部材９４の回転を介して基台９１が第２搬送通路８１から遠ざかるように移動するのに伴って、コイル引出棒９２およびクランパ９３が第２搬送通路８１から引き出されるように移動する。これにより、クランパ９３に把持された編込み済みコイル線材３０、３０の端部が第２搬送通路８１の出口側へ引き出されるように移動し、編込み済みコイル線材３０、３０に後続する両コイル線材３０、３０全体が所定の速度で搬送される。
【００８２】
これと同時に、コイル回転装置７０、７０の駆動モータ７４、７４の作動により、駆動歯車７３、７３および従動歯車７２、７２を介して、各コイル供給用マガジン５０、５０が回転することによって、各第１搬送通路５１、５１を搬送される各コイル線材３０、３０がそれぞれの軸線周りに同一方向へ回転する。また、コイル回転装置７０、７０の作動による各コイル線材３０、３０の回転動作と同期して、支持装置６０の駆動モータ６４の作動により支持装置６０の上記揺動機構が作動し、両コイル供給用マガジン５０、５０の軸線のなす角度、即ち、各第１搬送通路５１、５１を搬送される各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θが変化する。
【００８３】
この場合、各コイル線材３０、３０の上記の回転動作に、各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θを変化させる動作が加わると、各コイル線材３０、３０の動作は、図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示すようになる。なお、図１５（Ａ）〜（Ｃ）において、２本のコイル線材３０、３０の間にあるコイル線材３０Ａは、両コイル線材３０、３０のターン部同士が交差して編込み済まれた状態のものである。また、各コイル線材３０、３０、３０Ａは模式的に大きく示されている。
【００８４】
図１５（Ａ）は、２本のコイル線材３０、３０が縦列状に並んだ状態を示しており、この状態の時には角度θが最も大きくなる。そして、その状態から２本のコイル線材３０、３０がそれぞれ１／４回転して横列状に並んだ状態の時には角度θが最も小さくなるように変化する（図１５（Ｂ）参照）。更に、その状態から２本のコイル線材３０、３０がそれぞれ１／４回転して縦列状に並んだ状態の時には角度θが再び最も大きくなるように変化する（図１５（Ｃ）参照）。その後、２本のコイル線材３０、３０がそれぞれ１／４回転する毎に同様の動作を繰り返す。
【００８５】
即ち、このような動作を繰り返せば、２本のコイル線材３０、３０が縦列状に並んだ状態の時に角度θが最も大きくなることによって（図１５（Ａ）（Ｃ））、２本のコイル線材３０、３０のターン部４２、４２同士の干渉が回避される。また、２本のコイル線材３０、３０が横列状に並んだ状態の時に角度θが最も小さくなることによって（図１５（Ｂ））、各コイル線材３０、３０の変形が確実に少なく抑えられ、編込みが確実に且つ安定的に行われる。なお、ここでの角度θは、１０度以上９０度以下の範囲で最適な角度が選択的に設定される。
【００８６】
そして、さらに、編込み済みコイル回転装置７５の作動開始により、第２搬送通路８１を搬送される編込み済みコイル線材３０、３０が、編込み済みコイル用マガジン８０と共に、編込み前の各コイル線材３０、３０と同一方向へ軸線周りに回転する。この編込み済みコイル回転装置７５による編込み済みコイル線材３０、３０の回転は、上記のコイル回転装置７０、７０による各コイル線材３０、３０の回転と同期して行われる。
【００８７】
上記のように各装置の作動が同時に開始されると、各コイル供給用マガジン５０、５０の各第１搬送通路５１、５１の出口からそれぞれ搬出された両コイル線材３０、３０は、各コイル線材３０、３０の各軸線が交差する所に位置する軸部材６２上を通過する。この時、各コイル線材３０、３０の対応するターン部４２、４２同士が順次交差していくことにより連続して編込みが行われる。
【００８８】
本実施形態の場合には、各コイル線材３０、３０の回転動作と各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θが上記のように変化する動作が同時に行われていることから、ターン部同士が交差した時に各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θが最小となる。そのため、各コイル線材３０、３０のターン部同士の干渉を回避しつつ、対応するターン部同士を確実に順次交差させることが可能となり、コイル線材３０、３０の編込みが確実に且つ安定的に行われる。
【００８９】
その後、各ターン部同士が交差した状態の編込み済みコイル線材３０、３０は、編込み済みコイル用マガジン８０の第２搬送通路８１に案内され出口側へ向かって搬送される。この時、第２搬送通路８１を搬送される編込み済みコイル線材３０、３０は、編込み済みコイル回転装置７５により回転する編込み済みコイル用マガジン８０と共に、編込み前の各コイル線材３０、３０と同一方向へ軸線周りに回転する。これにより、コイル回転装置７０、７０により回転された編込み前の各コイル線材３０、３０と編込み済みコイル線材３０、３０との間に生じる回転ねじれが解消され、各コイル線材３０、３０の変形が効果的に防止される。
【００９０】
以上のようにして、各第１搬送通路５１、５１の出口から搬出された各コイル線材３０、３０の最終端部が軸部材６２上を通過し、各コイル線材３０、３０の対応する全てのターン部４２、４２同士の交差が終了することによって、２本のコイル線材３０、３０の編込みが完了する。
【００９１】
このように編込まれた２本一組のコイル線材は、上記の編込み機に対して、コイル搬送装置９０のクランパ９３等の一部が必要に応じて変更された編込み機を用いて、４本一組のコイル線材に編み込まれる。次いで、４本一組のコイル線材は、上記と同様に、８本一組のコイル線材に編み込まれる。そして、８本一組のコイル線材は、４本一組のコイル線材と編み込まれることにより、最終的に１２本一組のコイル線材の編込みが完了する。この１２本一組に編み込まれたコイル線材は、各コイル線材の端部が複数箇所で接合されると共に、全体をドーナツ状に成形されることによって、図３に示すコイル組立体２０が完成する。
【００９２】
以上のように、本実施形態の回転電機用コイル組立体の編込み機によれば、各コイル供給用マガジン５０、５０の各第１搬送通路５１、５１を搬送される各コイル線材３０、３０を、コイル回転装置７０、７０によりそれぞれ軸線周りに回転させるようにしているので、ターン部４２、４２同士が干渉することなく編込みを行うことが可能となる。そのため、従来行われていた、一方のコイル線材３０の周りに他方のコイル線材３０を公転させる場合や、両方のコイル線材３０、３０を互いに公転させる場合と比較して、各コイル線材３０、３０の各軸線なす角度θを小さくすることが可能となるため、コイル線材３０、３０の編込み時に生じる変形を抑えることができる。
【００９３】
特に、本実施形態の編込み機では、コイル回転装置７０、７０による各コイル線材３０、３０の回転動作と、支持装置６０の揺動機構による各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θを上記のように変化させる動作が、同時に行われるようにしているので、ターン部同士が交差した時に各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θが最小となる。そのため、各コイル線材３０、３０のターン部４２、４２同士の干渉を回避しつつ、対応するターン部４２、４２同士を確実に順次交差させることができ、コイル線材３０、３０の編込みを確実に且つ安定的に行うことができる。また、支持装置６０の揺動機構は、簡易な構成で実現することができる。
【００９４】
本実施形態において、各コイル線材３０、３０をそれぞれ軸線周りに回転させるコイル回転装置７０、７０は、コイル線材を互いに公転させるタイプの回転装置よりも小型化することが可能であるので、編込み機の小型化および低コスト化を図ることができる。さらに、各コイル線材３０、３０の回転動作が小さいので、容易に高速回転させることができ、編込みの高速化を実現することが可能となる。
【００９５】
また、コイル回転装置７０、７０は、各コイル線材３０、３０を各軸線周りに同期をとりながら回転させるので、各コイル線材３０、３０の各ターン部４２、４２同士を一端側から他端側に向かって順次、円滑に交差させていくことができる。また、本実施形態では、コイル回転装置７０、７０によって、各コイル線材３０、３０を同一位相（即ち、位相角差０度）で回転させるので、ターン部４２、４２同士の干渉を回避しつつ、対応するターン部４２、４２同士を確実に順次交差させることができる。
【００９６】
また、本実施形態においては、編込み済みコイル回転装置７５を作動させて編込み済みコイル用マガジン８０を回転させることによって、第２搬送通路８１を搬送される編込み済みコイル線材３１を、編込み前の各前記コイル線材と同一方向へ軸線周りに回転させるようにしているため、コイル回転装置７０、７０により回転された編込み前の各コイル線材３０、３０と編込み済みコイル線材３０、３０との間に生じる回転ねじれを解消することができるので、各コイル線材３０、３０の変形を効果的に防止することができる。
【００９７】
なお、本実施形態では、コイル搬送装置９０のコイル引出棒９２が駆動モータ９６により回転駆動可能に設けられているため、コイル引出棒９２の先端に設けられたクランパ９３が第２搬送通路８１から抜け出した後は、このコイル引出棒９２の回転駆動を続行することによって、クランパ９２で把持した編込み済みコイル線材３０、３０を回転させることができる。
【００９８】
なお、本実施形態では、各コイル線材３０、３０を各軸線周りに同一位相（位相角差０度）でそれぞれ回転させるように構成されているが、０度より大きく且つ９０度以下の位相で回転させるようにしてもよい。各コイル線材３０、３０の回転位相をずらすことによって、ターン部４２、４２同士の干渉が生じない範囲で、各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θをより小さく設定しつつ、対応するターン部４２、４２同士を確実に順次交差させることができる。ボールねじ部材９４および駆動モータ９５は、上記と同じものである。
【００９９】
図１６および図１７（Ａ）（Ｂ）は、各コイル線材３０、３０の位相角差が９０度とされ、その位相角差が編込み中に変化する場合に用いられるコイル搬送装置９０Ａを示す図である。このコイル搬送装置９０Ａは、コイル引出棒が、内軸部材９２ａとこの内軸部材９２ａの外周に嵌装された外筒部材９２ｂとにより構成されている点で、図１３および図１４に示すコイル搬送装置９０と異なる。内軸部材９２ａと外筒部材９２ｂは、相対回転可能であり、その基端部が基台９１の内部に設けられたベアリングを含む軸受９１ａに回転自在に保持されている。そして、内軸部材９２ａは駆動モータ（サーボモータ）９６ａにより回転駆動可能とされ、外筒部材９２ｂは駆動モータ（サーボモータ）９６ｂおよびギヤ９６ｃにより回転駆動可能とされている。
【０１００】
図１７（Ａ）（Ｂ）に示すように、内軸部材９２ａの先端には、径方向外方へ突出する円弧状のフランジ部９２ｃが設けられている。一方、外筒部材９２ｂ先端のフランジ部９２ｃと径方向において対向する部位には、軸方向外方へ突出する円弧状の突出部９２ｄが設けられている。内軸部材９２ａのフランジ部９２ｃは、図１８（Ｂ）に示すように、外筒部材９２ｂに対して角度α（約９０度）の範囲で相対回転可能とされている。
【０１０１】
フランジ部９２ｃの軸方向外面には、編込み済みの一方のコイル線材３０ａを把持するクランパ９７が、２本の連結棒９７ａ、９７ａを介して取り付けられている。このクランパ９７は、固定ねじ９７ｂで着脱可能な押さえ板９７ｃにより一方のコイル線材３０ａを把持するように構成されている。また、突出部９２ｄの軸方向端面には、編込み済みの他方のコイル線材３０ｂを把持するクランパ９８が、２本の連結棒９８ａ、９８ａを介して取り付けられている。このクランパ９８は、固定ねじ９８ｂで着脱可能な押さえ板９８ｃにより他方のコイル線材３０ｂを把持するように構成されている。
【０１０２】
なお、ここで用いられる編込み済みコイル用マガジン８０Ａは、内軸部材９２ａと外筒部材９２ｂがそれぞれのクランパ９７、９８で２本のコイル線材３０ａ、３０ｂを把持した状態で回転するように構成されていることから、図１８に示すように、第２搬送通路８１の断面形状が円形にされている。
【０１０３】
以上のように構成されたコイル搬送装置９０Ａおよび編込み済みコイル用マガジン８０Ａを備えた編込み機により、コイル組立体を製造する場合には、コイル搬送装置９０Ａのコイル引出棒が、それぞれ先端にクランパ９７、９８が設けられた内軸部材９２ａおよび外筒部材９２ｂにより構成されているので、編込み済みの２本のコイル線材３０ａ、３０ｂを各クランパ９７、９８で個別に把持することができる。そのため、編込まれるコイル線材３０ａ、３０ｂの位相角差が編込み途中で変化する場合でも、各クランパ９７、９８で個別に把持した各コイル線材９７、９８を、編込み前の各コイル線材３０ａ、３０ｂと同じ回転方向へそれぞれ回転させることができる。これにより、編込み前のコイル線材３０ａ、３０ｂと編込み済みのコイル線材３０ａ、３０ｂとの間に生じる回転ねじれを解消することができるので、コイル線材３０ａ、３０ｂのねじれ変形を確実に防止することができる。
【０１０４】
なお、この場合、各コイル線材３０、３０の位相角差が９０度とされているため、各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θを最小に設定することができる。
【０１０５】
図１９は、上記実施形態において用いられた支持装置６０の変形例に係る支持装置６０Ａを示す図である。この支持装置６０Ａは、図示しないコイル供給用マガジンをそれぞれ支持する支持基板６１、６１と、各支持基板６１、６１の各コイル供給用マガジンの入口側端部にそれぞれ一端が揺動自在に連結された２本のリンク部材６６、６６と、各リンク部材６６、６６の他端部同士が１箇所で揺動自在に連結されたラック６７と、ラック６７の歯に噛合され図示しない駆動モータに駆動されるピニオン６８と、からなる揺動機構を備えている。なお、支持基板６１、６１は、図示しないベース上に設けられた軸部材６２に、一端部が重ね合わされた状態で枢支されており、軸部材６２を中心にして水平方向へ揺動可能とされている。
【０１０６】
この支持装置６０Ａは、図示しない駆動モータによりピニオン６８が回転駆動されると、ピニオン６８に噛合されたラック６７が、ピニオン６８の回転方向により各支持基板６１、６１に対して前進移動または後退移動する。ラック６７が前進した時には、リンク部材６６、６６の支持基板６１、６１側の端部同士が離間するように移動することによって、支持基板６１、６１の各コイル供給用マガジンの入口側端部同士が離間するように移動する。これにより、各支持基板６１、６１上に設置される各コイル供給用マガジンの各第１搬送通路を搬送されるコイル線材の軸線のなす角度θが大きくされる。
【０１０７】
また、ラック６７が後退した時には、リンク部材６６、６６の支持基板６１、６１側の端部同士が接近するように移動することによって、支持基板６１、６１の各コイル供給用マガジンの入口側端部同士が接近するように移動する。これにより、各支持基板６１、６１上に設置される各コイル供給用マガジン５０、５０の各第１搬送通路５１、５１を搬送されるコイル線材３０、３０の軸線のなす角度θが小さくされる。
【０１０８】
以上のように構成された支持装置６０Ａによれば、コイル回転装置７０、７０による各コイル線材３０、３０の回転動作と同期して、各コイル供給用マガジン５０、５０の入口側端部を揺動させることにより、各第１搬送通路５１、５１を搬送される各コイル線材３０、３０の各軸線のなす角度θを変化させる揺動機構を備えているため、ターン部４２、４２同士の干渉を回避しつつ、対応するターン部４２、４２同士を確実に順次交差させることが可能となり、コイル線材３０、３０の編込みを確実に且つ安定的に行うことができる。また、支持装置６０Ａの揺動機構は、簡易な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施形態の編込み機によって製造されるコイル組立体を適用した回転電機の固定子の外観を示す斜視図であり、（Ｂ）は固定子を側方からみた図である。
【図２】図１の固定子の一部を拡大して示す斜視図である。
【図３】図１のコイル組立体の外観を示す斜視図である。
【図４】図１のコイル組立体のコイルエンド部を示す正面図である。
【図５】図１のコイル組立体に用いられるコイル線材の全体形状を示す正面図である。
【図６】図１のコイル組立体に用いられるコイル線材の断面図である。
【図７】図１のコイル組立体に用いられるコイル線材のターン部の形状を示す斜視図である。
【図８】実施形態に係る回転電機用コイル組立体の編込み機の平面図である。
【図９】実施形態に係る回転電機用コイル組立体の編込み機の側面図である。
【図１０】実施形態に係るコイル回転装置の構造を示す断面図であって、（Ａ）は、側方から見た断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図１１】実施形態の変形例に係るコイル供給用マガジンを示す図であって、（Ａ）はその正面図であり、（Ｂ）はその側面図である。
【図１２】実施形態における編込み済みコイル用マガジンの断面図である。
【図１３】実施形態におけるコイル搬送装置の一部を示す側面図である。
【図１４】実施形態におけるコイル搬送装置のクランパを示し、（Ａ）はその平面図であり、（Ｂ）はその側面図である。
【図１５】（Ａ）〜（Ｃ）は実施形態におけるコイル編込み時のコイル線材の動作を示す説明図である。
【図１６】実施形態の変形例に係るコイル搬送装置の一部を断面で示す側面図である。
【図１７】実施形態の変形例に係るコイル引出棒の先端部を示す図であって、（Ａ）はその一部を断面で示す側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１８】実施形態の変形例に係る編込み済みコイル用マガジンの断面図である。
【図１９】実施形態の変形例に係る支持装置の平面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
２０…コイル組立体    ３０、３０Ａ、３０ａ、３０ｂ…コイル線材    ４２…ターン部    ５０…コイル供給用マガジン    ５１…第１搬送通路    ６０、６０Ａ…コイル支持装置    ６１…支持基板    ６２、６６…リンク部材    ６３…ボールねじ部材    ６４…駆動モータ    ６７…ラック    ６８…ピニオン    ７０…コイル回転装置    ７２…従動歯車    ７３…駆動歯車    ７５…編込み済みコイル回転装置    ８０…編込み済みコイル用マガジン    ８１…第２搬送通路    ９０、９０Ａ…コイル搬送装置    ９１…基台    ９２…コイル引出棒    ９２ａ…内軸部材（棒状部材）    ９２ｂ…外筒部材（棒状部材）    ９３…クランパ    ９４…ボールねじ部材（移動手段）    ９５、９６…駆動モータ
【図１】
0005309593.tif 000002
【図２】
0005309593.tif 000003
【図３】
0005309593.tif 000004
【図４】
0005309593.tif 000005
【図５】
0005309593.tif 000006
【図６】
0005309593.tif 000007
【図７】
0005309593.tif 000008
【図８】
0005309593.tif 000009
【図９】
0005309593.tif 000010
【図１０】
0005309593.tif 000011
【図１１】
0005309593.tif 000012
【図１２】
0005309593.tif 000013
【図１３】
0005309593.tif 000014
【図１４】
0005309593.tif 000015
【図１５】
0005309593.tif 000016
【図１６】
0005309593.tif 000017
【図１７】
0005309593.tif 000018
【図１８】
0005309593.tif 000019
【図１９】
0005309593.tif 000020